湯慶超 王錫山

microRNA是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一類內(nèi)源微小非編碼RNA，長(zhǎng)度約18～24kb，microRNA可調(diào)控人類基因組中20% ～30%的編碼基因。如今，microRNA已經(jīng)被證實(shí)可以通過(guò)與靶基因mRNA的3’UTR特異性結(jié)合從而下調(diào)相應(yīng)蛋白表達(dá)水平，從而調(diào)控與腫瘤發(fā)生發(fā)展相關(guān)的增殖、分化、遷移以及凋亡等功能。作為miR-34家族成員，miR-34a位置和表達(dá)水平與miR-34b和miR-34c均不相同，miR-34a位于染色體1p36，具有自身轉(zhuǎn)錄本，在除肺組織以外的所有組織中均有表達(dá)。而miR-34b和miR-34c則位于染色體11q23公用一個(gè)轉(zhuǎn)錄本，且主要在肺組織中表達(dá)而在其他組織中幾乎不表達(dá)。因此，與miR-34a相關(guān)的研究被廣泛關(guān)注，并且近年來(lái)的研究取得了較豐富的結(jié)果，證實(shí)了該microRNA的低表達(dá)與許多腫瘤的發(fā)生具有相關(guān)性。由于miR-34a位于染色體1p36片段上，因此該區(qū)域的缺失或者啟動(dòng)子基因CpG島甲基化導(dǎo)致的失活，都可以造成miR-34a的沉默［1］。從最初發(fā)現(xiàn)miR-34a與細(xì)胞周期密切相關(guān)以來(lái)，該microRNA與腫瘤分化、凋亡、粘附、轉(zhuǎn)移等的研究也在隨后廣泛開展。筆者將對(duì)最近miR-34a在腫瘤診斷與治療中的研究進(jìn)展加以總結(jié)和綜述。

一、miR-34a與腫瘤細(xì)胞周期的關(guān)系

2007年Chang等［2］首先報(bào)道了miR-34a作為p53基因的分子機(jī)制網(wǎng)絡(luò)中的重要一員之后，p53基因依賴miR-34a的激活和上調(diào)在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和周期阻滯中的作用已經(jīng)被廣泛研究并證實(shí)。在一項(xiàng)白血病的研究中發(fā)現(xiàn)［3］，miR-34a可以與細(xì)胞周期密切相關(guān)的B-Myb和E2F1靶向結(jié)合，下調(diào)這兩個(gè)基因的表達(dá)進(jìn)而阻滯細(xì)胞周期。此外有研究證實(shí)在非小細(xì)胞肺癌中miR-34a、miR-15a和miR-16有協(xié)同阻滯腫瘤細(xì)胞周期使其停留在G1～S期的作用，而且這種作用優(yōu)于單一microRNA所發(fā)揮的作用。由于這兩類micoRNA在非小細(xì)胞肺癌中表達(dá)均降低，因此如有針對(duì)多靶點(diǎn)的治療方案可能可以更有效的發(fā)揮miR-34a對(duì)腫瘤的治療作用［4］。在胰腺癌中miR-34a能夠逆轉(zhuǎn)SAHA誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞G2～M期的增殖聚集，從而證實(shí)了miR-34a通過(guò)靶向結(jié)合SAHA負(fù)向調(diào)控細(xì)胞周期［5］。在一項(xiàng)基因芯片篩選實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸癌HCT116細(xì)胞系中，發(fā)現(xiàn)了14個(gè)與細(xì)胞周期相關(guān)的潛在靶基因，其中包括與生長(zhǎng)因子信號(hào)通路相關(guān)的ARAF和PIK3R2，直接與細(xì)胞周期相關(guān)的 cyclin D3、G2、MCM2、MCM5、PLK1 和 SMAD4［6］。

二、miR-34a與腫瘤凋亡的關(guān)系

miR-34a調(diào)控腫瘤細(xì)胞凋亡作用的相關(guān)研究開展的較為廣泛，有研究指出p53可以調(diào)控一些microRNA的表達(dá)水平，其中較明顯的是miR-34a［7］，并在體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中均證實(shí)p53可以誘導(dǎo)miR-34a的上調(diào)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)miR-34a的下調(diào)大大削減了p53介導(dǎo)的凋亡作用，miR-34a過(guò)表達(dá)時(shí)可以促進(jìn)凋亡發(fā)生，因此證實(shí)miR-34a是p53在轉(zhuǎn)錄水平的直接靶基因，并參與p53介導(dǎo)的凋亡前作用。此外還證明了miR-34a在參與凋亡過(guò)程的同時(shí)可以使腫瘤細(xì)胞周期向G1期聚集［8］。作為miR-34a直接靶基因的研究也在隨后逐漸被關(guān)注和揭示。到目前為止，開展過(guò)的關(guān)于miR-34a參與調(diào)控凋亡相關(guān)的腫瘤靶基因分別包括，結(jié)腸癌中的SIRT1，肝癌中的c-met，髓母細(xì)胞瘤中的MAGE-A，神經(jīng)細(xì)胞瘤中的YY1等［9-12］。其中，在非小細(xì)胞肺癌中的Notch1作為miR-34a的靶基因可以直接影響其下游基因 Hes-1、CyclinD1、Survivin及BCL2的表達(dá)，因此在非小細(xì)胞肺癌中，miR-34a可以通過(guò)對(duì)Notch通路關(guān)鍵因子的靶向作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤凋亡、細(xì)胞周期及侵襲能力的調(diào)控［13］。

三、miR-34a與腫瘤分化與增殖的關(guān)系

2009年Wang X等［14］首次提出HPV病毒可以通過(guò)抑制miR-34a促進(jìn)腫瘤的分化與增殖。另一項(xiàng)研究報(bào)道［15］miR-34a可以與miR-21通過(guò)靶向結(jié)合他們的靶基因JAG1和WNT1調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞的分化，此過(guò)程同時(shí)與腫瘤的發(fā)生相關(guān)。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)［16］miR-34a可以在乳頭狀甲狀腺癌中通過(guò)靶向結(jié)合其靶基因GAS1調(diào)控PI3K-AKt-Bad信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖和抑制細(xì)胞凋亡。在惡性神經(jīng)膠質(zhì)瘤中miR-34a的低表達(dá)可以使其靶基因PDGFRA表達(dá)升高進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的增殖［17］。同時(shí)，肝癌組織中miR-34a的低表達(dá)也可以通過(guò)調(diào)節(jié)其靶基因c-Met，而促進(jìn)腫瘤的增殖能力［9，18］。Wang W 等［19］報(bào)道 miR-34a 在膀胱癌中低表達(dá)與促進(jìn)腫瘤增殖和腫瘤形成密切相關(guān)。2014年最新的一項(xiàng)研究證實(shí)不論是否存在碳酸血癥，間歇性缺氧都與腦神經(jīng)性營(yíng)養(yǎng)因子的下調(diào)，miR-34a的高表達(dá)相關(guān)［20］。

四、miR-34a與腫瘤轉(zhuǎn)移的關(guān)系

miR-34a對(duì)腫瘤侵襲能力及轉(zhuǎn)移能力關(guān)系的研究在近年來(lái)也備受關(guān)注。2009年Li等［9］研究證實(shí)了miR-34a可以通過(guò)下調(diào)c-Met的表達(dá)而抑制肝細(xì)胞癌的遷移和侵襲。2012年Ahn等［21］研究發(fā)現(xiàn)在肺癌中ZEB1可以下調(diào)miR-34a的表達(dá)促進(jìn)actin在轉(zhuǎn)移前的細(xì)胞骨架重塑。利用TVISA系統(tǒng)過(guò)表達(dá)miR-34a可以抑制乳腺癌細(xì)胞的增殖及侵襲［22］。在結(jié)腸癌中，有研究發(fā)現(xiàn)miR-34a啟動(dòng)子區(qū)域的甲基化導(dǎo)致的 c-Met和 βcatenin的表達(dá)升高與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移相關(guān)［23］。相反，在乳腺癌中的另一項(xiàng)研究中顯示miR-34a與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的相關(guān)性與p53是否突變或啟動(dòng)子區(qū)的甲基化都不相關(guān)［24］。這說(shuō)明miR-34a可能在不同腫瘤中發(fā)揮著不同的作用。此外，miR-34a與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的研究還包括，miR-34a靶向結(jié)合L1CAM可抑制子宮內(nèi)膜癌的遷移及侵襲［25］。

五、miR-34a與上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系

miR-34a對(duì)腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程的關(guān)鍵步驟上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響研究目前有兩項(xiàng)。一項(xiàng)是2011年Nalls等［26］對(duì)與miR-34a表達(dá)相關(guān)的基因進(jìn)行芯片篩選預(yù)測(cè)了miR-34a可能通過(guò)zeb1、snail以及 slug調(diào)節(jié)EMT的發(fā)生。這一假設(shè)在2013的一項(xiàng)研究中被驗(yàn)證，Hahn等［27］研究發(fā)現(xiàn) Snail和miR-34a可以通過(guò)反饋調(diào)節(jié)ZNF281或ZBP99來(lái)調(diào)節(jié)EMT的發(fā)生。Kang等［28］在另一項(xiàng)研究中則證明了miR-34a可以直接靶向結(jié)合Notch1進(jìn)而抑制EMT的發(fā)生。

六、miR-34a與腫瘤粘附作用的關(guān)系

關(guān)于miR-34a對(duì)腫瘤細(xì)胞粘附作用的闡述見于2011年Guo等［29］在肝細(xì)胞癌中的一項(xiàng)研究，他們發(fā)現(xiàn)miR-34a可以降低肝癌細(xì)胞系Hca-F在體外與淋巴結(jié)的粘附能力，并降低了淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移負(fù)荷，進(jìn)而抑制腫瘤在體內(nèi)的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移能力。在該研究中也同時(shí)證明了miR-34a可以通過(guò)在肝癌細(xì)胞系Hepa1～6下調(diào)CyclinD1和CDK6進(jìn)而觸發(fā)細(xì)胞向G1期聚集，不僅抑制了細(xì)胞周期也同時(shí)抑制了腫瘤轉(zhuǎn)移能力，因此miR-34a有可能成為肝細(xì)胞癌治療的新靶點(diǎn)。

七、miR-34a與腫瘤干細(xì)胞的關(guān)系

腫瘤干細(xì)胞是近些年來(lái)腫瘤研究中的新發(fā)現(xiàn)，腫瘤干細(xì)胞已經(jīng)在多種實(shí)體瘤包括肝癌、胃癌、腸癌等被鑒定及篩選，并證實(shí)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展的各個(gè)階段密切相關(guān)，尤其是新生腫瘤的形成及轉(zhuǎn)移。miR-34a在腫瘤干細(xì)胞中的研究最早報(bào)道于2011年，Nalls等［25］在前列腺癌中首次提出miR-34a可能具有抑制腫瘤干細(xì)胞的能力。同年Liu等［30］證實(shí)miR-34a對(duì)前列腺癌干細(xì)胞的抑制能力是通過(guò)直接靶向結(jié)合CD44來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Antonellis等［31］研究發(fā)現(xiàn)miR-34a可以靶向結(jié)合Notch配體delta-like 1抑制CD15+或CD133+的腫瘤干細(xì)胞亞型從而促進(jìn)髓母細(xì)胞瘤向神經(jīng)細(xì)胞分化。2013年最新的一項(xiàng)研究中KeJin等［32］發(fā)現(xiàn)miR-34a還可能通過(guò)調(diào)節(jié)端粒長(zhǎng)度抑制膽囊癌干細(xì)胞的功能，miR-34a低表達(dá)與膽囊癌不良預(yù)后相關(guān)。

綜上所述miR-34a參與了腫瘤發(fā)生發(fā)展的多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括增殖、分化、粘附、轉(zhuǎn)移等，因此可見深入研究miR-34a對(duì)腫瘤的診斷與治療具有重要意義。

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